[发明专利]内含Si‑C60的陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.一种内含Si-C₆₀的陶瓷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S101：将具有接触双晶结构的硅酸盐材料与炭黑按照摩尔比为1：(3～5)混合后压制成预设形状，然后将其升温至500℃～550℃，保温0.5h～1.5h后，再将其升温至1400℃～1500℃，保温4.5h～5.5h，接着在保护气体氛围下升温至1750℃～1850℃，保温7.5h～8.5h；

S102：以预设的降温速率将所述步骤S101处理过的混合物的温度降至常温，然后将其破碎至粉料，再将所述粉料在空气氛围中加热至600℃～700℃，保温2.5h～3.5h以去除游离碳，得到Si-C₆₀粉体材料；

S103：将粉石英矿与水按照质量比1:0.8混合，并调节pH值到8.0～8.3，然后加入质量分数为0.2％～0.4％的分散剂，沉淀后过滤，取滤出液，再将所述滤出液离心分离，收集离心液，然后将所述离心液烘干以得到粉石英精矿，再向所述粉石英精矿中加入所述Si-C₆₀粉体材料，所述粉石英精矿与所述Si-C₆₀粉体材料的质量比为5:3，然后进行微波碳化处理，再冷却至室温，以得到立方碳化硅微粉；

S104：向所述立方碳化硅微粉中加入聚碳硅烷和四氢呋喃，混合后得到浆料，然后将预设形状和尺寸的聚氨酯海绵挤压排除空气后置于所述浆料中，制成素坯并干燥，然后在5℃/min～8℃/min的升温速率下升温至180℃～190℃，保温3h～4h后进行空气不熔化处理，然后将不熔化处理后的素坯在保护气体气氛下以10℃/min～13℃/min的升温速率升温至1000℃～1050℃，保温2h～3h，然后自然冷却至25℃～30℃，得到内含Si-C₆₀的陶瓷；其中，所述立方碳化硅微粉的重量份数为55份～60份，所述聚碳硅烷的重量份数为10份～15份，所述四氢呋喃的质量份数为30份～36份，所述聚碳硅烷的重均分子量为1000～2000。

2.根据权利要求1所述的内含Si-C₆₀的陶瓷的制备方法，其特征在于，在所述步骤S104中，所述空气不熔化处理的具体操作为：将所述素坯置于空气气氛中，以预设的升温速率升温至200℃～220℃，保温30min～50min。

3.根据权利要求2所述的内含Si-C₆₀的陶瓷的制备方法，其特征在于，所述预设的升温速率为0.5℃/min～0.8℃/min。

4.根据权利要求1任一项所述的内含Si-C₆₀的陶瓷的制备方法，其特征在于，在所述步骤S102中，所述预设的降温速率为：1℃/min～10℃/min。

5.根据权利要求1～4任一项所述的内含Si-C₆₀的陶瓷的制备方法，其特征在于，在所述步骤S103中，微波碳化处理的温度为1400℃～1500℃，微波碳化处理的时间为4h～6h。

6.根据权利要求1～4任一项所述的内含Si-C₆₀的陶瓷的制备方法，其特征在于，所述具有接触双晶结构的硅酸盐材料包括粉石英和/或高岭土。

7.根据权利要求1～4任一项所述的内含Si-C₆₀的陶瓷的制备方法，其特征在于，在所述步骤S103中，离心分离的时间为15min～30min，离心分离的转速为1000r/min～3000r/min。

8.根据权利要求1～4任一项所述的内含Si-C₆₀的陶瓷的制备方法，其特征在于，在所述步骤S101中，所述保护气体包括惰性气体和氢气；在所述步骤S104中，所述保护气体包括惰性气体和氢气。

9.根据权利要求1～4任一项所述的内含Si-C₆₀的陶瓷的制备方法，其特征在于，在所述步骤S104中，干燥的温度为25℃～30℃，干燥的时间为20h～24h。

10.权利要求1～10任一项所述方法制备得到的内含Si-C₆₀的陶瓷。